JPS6057988B2 - ボ−ルねじの熱膨脹制御装置 - Google Patents

ボ−ルねじの熱膨脹制御装置

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JPS6057988B2
JPS6057988B2 JP15385582A JP15385582A JPS6057988B2 JP S6057988 B2 JPS6057988 B2 JP S6057988B2 JP 15385582 A JP15385582 A JP 15385582A JP 15385582 A JP15385582 A JP 15385582A JP S6057988 B2 JPS6057988 B2 JP S6057988B2
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JP
Japan
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ball screw
temperature
thermal expansion
ball
control device
Prior art date
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JP15385582A
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JPS5851052A (ja
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利明 山口
信英 林
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/14Methods or arrangements for maintaining a constant temperature in parts of machine tools
    • B23Q11/143Methods or arrangements for maintaining a constant temperature in parts of machine tools comprising heating means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
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    • B23Q11/14Methods or arrangements for maintaining a constant temperature in parts of machine tools
    • B23Q11/141Methods or arrangements for maintaining a constant temperature in parts of machine tools using a closed fluid circuit for cooling or heating

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 従来のねじ軸とボールナットを一連のボールを介して
螺合させたボールねじを工作機械の送りねじとして用い
た場合、近時高速化と高精度化に伴なつて前記ボールね
じの熱膨脹が問題視されている。
一例えば、長さ300m/mのボールねじが、温度1℃
上昇するだけでもO、OITWL熱膨脹するから、最小
設定単位O、005Tmの数値制御研削盤に於ては1℃
の温度差であつても看過できない問題である。この問題
解決の為には従来は専ら冷却もしくは加熱と冷却の繰返
しに頼つていた。然し乍ら、冷却は熱効率が悪く、冷却
水の供給装置が大型で高価であり、微小の温度差(1℃
以下の温度差)を冷却につて制御することは特に困難で
あり、且つホールねじの潤滑管理面に於ても多大の悪影
響があつて、ひいてはボールねじの正常な機能、寿命を
阻害していた。 本発明はこのような従来の欠点を解消
するもので、従来の冷却をやめて、逆に加熱して放熱の
熱バランスをとることによつて、ボールねじの温度を速
やかに稼働時平衡温度に到達させ、且つ該温度を維持さ
せるものであつて、安価にしかも簡単に且つ高精度に熱
膨脹を制御する装置を提供することを目的とする。
以下実施例について説明する。
第1図は本発明装置の一実施例である。
図に於いて符号1はボールねじであつてねじ軸2、ボー
ルナット3、一連のボール4で構成されている。ボール
ナット3には温度検出器5が埋蔵されている。ねじ軸2
の中心部に油穴8が貫通しており、該油穴8の両端部は
盲栓9、9’で蓋をしてある。符号10は投込みヒータ
で油タンク11内の油を加熱し、加熱された油は低圧油
圧回路手段12によつて前記油穴8内に導入され、且つ
循環し、ねじ軸2を加熱する。即ち本発明においては上
記投込ヒータ10は図示しない電源によつて電気的に加
熱されて油タンク11内の前記油を加熱する加熱源であ
り、上記加熱された油はねじ軸2内に循環して該ねじ軸
を加熱する発熱体である。然してねじ軸2の上昇温度は
前記温度検出器5の感温部6によつて検知され、前記投
込ヒータ10に電気的に伝えられて、ボールねじの温度
が所期の稼働時平衡温度、即ち該ボールねじの無制御時
最大上昇温度よりも僅かに高い温度になるように投込ヒ
ータが0N−OFF制御され、上記油を加熱制御する。
符号5の温度検出器として例えば゜゜草野科学器製作所
製テンプコゾ゛を用いれば±0,01℃の制御が可能で
あるが、実際には±0.7C以下の制御で実用上差支え
ない。その調節はダイヤル7(第2図)で行うことがで
きる。第3図は本発明装置の他の実施例であつて、ボー
ルナット3の外周にシーズヒータ13を嵌装したもので
ある。
符号14は該シーズヒータ13に埋設されている発熱体
を示す。この場合には前記加熱油循環手段は不用である
。尚第4図には、上記シーズヒータ13の代りに循環チ
ューブ15をボールナット3の外周に螺刻した溝16内
に埋設し、且つ該ボールナット3に巻き付ける如くし、
この循環チューブ15内に前記第1図に示したよ−うな
手段によつて加熱油を導入し且つ温度制御する他の実施
例が示されている。ここに符号17は断熱カバーで、上
記循環チューブ15を埋設したボールナット3の外周を
覆つている。第3図及び第4図の実施例は、ねじ軸の代
りに.ボールナットを加熱する点が前記実施例と異なる
が、ボールナットを前実施例同様の所定温度に迄加熱し
、冷却は行はずにボールねじをして稼働時平衡温度に速
やかに到達させ、且つこの温度を維持させる点は前実施
例と同じである。
尚この場合、ボールナットはねじ軸上をストロークする
のであつて、実際上1ストロークないし2ストロークす
る間にねじ軸にも熱を分配することが認められ、実用上
支障のない程度に均熱化される。
第5図は運転中のボールねじの温度上昇を示す線図で点
線は無制御の場合にボール循環摩擦熱によるボールねじ
の温度上昇曲線、実線は上記の温度よりもや)高目にな
るように本発明装置によつて加熱制御した場合、鎖線は
従来の冷却もしくは加熱と冷却の繰返しに頼る場合の概
況である。
この図に示す通り、本発明装置によればボールねじの温
度が無制御時の最大上昇温度よりもや)高めの稼働時平
衡温度に安定するまでの立上り時間が短縮し、加熱後は
前記の通り放熱との熱バランスを容易にとることができ
るから安定温度変化が微少で、且つ勾配が緩い。しかも
気温の変化や運転条件の変化には直接影響されないです
む。従つて、ボールねじの熱膨脹によるリード誤差を容
易に較正することができるばかりでなく、ボールねじの
寿命にも悪影響を及ぼすことがない。また装置自身も小
形、安価でユーザサービスも容易であるなどの利点を有
する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例を示すボールねじ装置の組立図、
第2図は温度検出器の埋設状況を示す拡大断面図、第3
図、第4図は本発明装置の他の実施例を示す部分組立図
、第5図はボールねじの温度上昇を示す線図。 符号の説明、1・・・ボールねじ、2・・・ねじ軸、3
・・・ボールナット、5・・・温度検出器、10・・・
投込みヒータ、13・・・シーズヒータ、15・・・循
環チューブ、17・・・断熱カバー。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ねじ軸とボールナットとを一連のボールを介して螺
    合せしめたボールねじに於て、ボールねじを加熱する発
    熱体と、該ボールねじの加熱上昇温度を常時測定する温
    度検出器と、該温度検出器の測定温度に基いて、上記ボ
    ールねじの加熱上昇温度が該ボールねじについて予め実
    験的に確めた無制御時最大上昇温度よりも僅かに高い温
    度になるように、上記発熱体を加熱制御する手段を設け
    たことを特徴とするボールねじの熱膨脹制御装置。 2 発熱体として、ボールねじのねじ軸に軸方向に穿設
    した油穴に、加熱油を導入する加熱油循環手段を用いる
    特許請求の範囲第1項記載のボールねじの熱膨脹制御装
    置。 3 発熱体が、ボールねじのボールナットの外周に嵌装
    したシーズヒータである特許請求の範囲第1項記載のボ
    ールねじの熱膨脹制御装置。 4 発熱体として、ボールナットの外周に加熱油を循環
    せしめる手段を備えた特許請求の範囲第1項記載のボー
    ルねじの熱膨脹制御装置。
JP15385582A 1982-09-06 1982-09-06 ボ−ルねじの熱膨脹制御装置 Expired JPS6057988B2 (ja)

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JPS5851052A (ja) 1983-03-25

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